English
Español
Português
Deutsch
한국어
日本語
Italiano
Français
العربية
Türkçe
يستكشف هذا المقال كيف تتحد تقنيات النسيج المبتكرة لإنشاء أقمشة تبريد فائقة لظروف الطقس الحار، مما يوفر رؤى علمية وتطبيقات عملية.
المُقدّمة
هل تذكر تلك اللحظة التي خرجت فيها في يوم صيفي حارق وشعرت بحرارة الشمس تخترق ملابسك فورًا؟ هذا الشعور المزعج أمرٌ مررنا به جميعًا، إلا أن ابتكارات المنسوجات لم تتمكن من معالجة هذا التحدي بفعالية.
ما تشعر به من حرارة ليس مجرد حرارة هواء؛ بل هو في المقام الأول الأشعة تحت الحمراء القريبة من الشمس (NIR) التي تمتصها ملابسك وتنتقل إلى بشرتك. هذا الجزء غير المرئي من ضوء الشمس يُشكل أكثر من نصف الطاقة الشمسية الواصلة إلى الأرض، وهو السبب الخفي وراء هذا الشعور الخانق والسخونة الزائدة.
تشرح الدكتورة سارة تشين، باحثة في الفيزيولوجيا الحرارية للمنسوجات، قائلةً: "يستقبل جسم الإنسان الحرارة من مصدرين رئيسيين: درجة الحرارة المحيطة والطاقة الإشعاعية". ماذا لو استطاعت ملابسك عكس هذه الحرارة بدلاً من حبسها؟ وماذا لو استطاعت في الوقت نفسه سحب الحرارة من بشرتك عند ملامستها؟ هذا ليس خيالًا علميًا، بل هو واقع دمج تقنية انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) مع تقنية تبريد IcSnow في نظام نسيج واحد.
ما هي تقنية انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة في المنسوجات
مستوحاة من آليات التبريد الطبيعية، كتلك الموجودة في مصنع الثلج المالح - الذي يحتفظ ببلورات الملح على سطحه لتعكس ضوء الشمس - تعمل تقنية انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) عن طريق إنشاء هياكل نسيجية متخصصة تعكس الأشعة تحت الحمراء القريبة. وقد كانت جامعة هونغ كونغ للبوليتكنيك رائدة في ابتكار أساليب مماثلة باستخدام بلورات سيراميك داخل ألياف صناعية ذات طبقة خارجية ناعمة، مما أدى إلى إنتاج منسوجات قادرة على خفض درجة الحرارة بأكثر من 4 درجات مئوية تحت أشعة الشمس الساطعة.[1]
عندما يصل ضوء الشمس إلى جسمك، يأتي حوالي 52% من تلك الطاقة على شكل أشعة تحت حمراء قريبة - غير مرئية ولكن محسوسة كحرارة. تمتص الأقمشة التقليدية معظم هذه الأشعة وتنقلها إلى بشرتك. يشبه الأمر ارتداء جهاز تجميع الحرارة في يوم حار.
أظهرت اختباراتنا مع معهد أبحاث التكنولوجيا الصناعية معدل انعكاس للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) مذهلاً بنسبة 74.2% في أقمشتنا المتطورة. عادةً ما تعكس الأقمشة التقليدية ما بين 5% و20% فقط من الأشعة تحت الحمراء القريبة. تخيّل نفسك ترتدي قميصًا يحجب ثلاثة أرباع طاقة الشمس الحرارية قبل أن تصل إلى جسمك.
تكمن روعة انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة في طبيعتها السلبية، إذ تعمل باستمرار دون الحاجة إلى أي مصدر طاقة أو تنشيط كيميائي. ما دمت ترتدي القماش، فهو يعمل على حجب حرارة الشمس.
ما هي تقنية التبريد IcSnow®
في حين أن انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة يعالج الحرارة من الشمس، فإن IcSnow® تكنولوجيا التبريد يتحكم في حرارة جسمك. هل تعرف ذلك الشعور المنعش عند لمس شيء بارد؟ إنه انتقال حرارة جسمك بعيدًا عن بشرتك. يعزز IcSnow هذا التأثير من خلال جزيئات مسحوق متخصصة مدمجة في ألياف النسيج.
عند قياسها وفقًا لمعايير GB/T 35263-2017، حققت أقمشة IcSnow المُحسّنة قيمة Qmax قدرها 0.32 J/(cm²·s) - أي أكثر من ضعف المعيار الصناعي لأقمشة التبريد. هذا يُضفي شعورًا رائعًا بالبرودة عند اللمس يدوم لفترة أطول بكثير من الأقمشة التقليدية.
بخلاف تشطيبات التبريد الكيميائي التي تزول مع مرور الوقت، تتكامل جزيئات IcSnow فعليًا مع بنية الألياف. تُظهر اختباراتنا أن تأثير التبريد يبقى ثابتًا حتى بعد دورات غسيل متعددة، وهو أمرٌ لا تدّعيه سوى تقنيات تبريد قليلة.
تأثير التبريد المزدوج: كيف يعمل انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) وتقنية IcSnow® معًا
بدمج تقنية انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) وتقنية تبريد IcSnow® في نظام نسيج واحد، ابتكرنا حلاً شاملاً يُعالج الحرارة الخارجية (الإشعاع الشمسي) والحرارة الداخلية (الناتج الحراري لجسمك) في آنٍ واحد. يشبه الأمر مكيف هواء يعمل من الخارج إلى الداخل ومن الداخل إلى الخارج.
تكشف اختباراتنا عن أمرٍ مثير للاهتمام: هذه التقنيات لا تعمل بشكلٍ مستقل فحسب، بل تُعزز بعضها البعض. عندما يمنع انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة تراكم الحرارة من مصادر خارجية (نسميها "تدفئة الدرع")، يُنتج جسمك عرقًا أقل، مما يُساعد في الحفاظ على الظروف السطحية المثالية لتبريد IcSnow® بكفاءة.
عمليًا، يعني هذا النهج المزدوج أن ملابسك تبقى أكثر برودةً بشكل ملحوظ، سواءً تحت أشعة الشمس المباشرة أو عند ملامستها لجسمك. يمكن أن تبقى درجة حرارة سطح القماش أقل بمقدار 7-10 درجات مئوية من الأقمشة التقليدية في ظل ظروف مماثلة.
تم قياس معدل انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) البالغ 74.2% وفقًا لمعايير JIS R3106، باستخدام التحليل الطيفي الضوئي عبر نطاق الطول الموجي 780-2100 نانومتر. تعكس معظم المنسوجات التقليدية ما بين 5% و20% فقط من إشعاع الأشعة تحت الحمراء القريبة.
بالإضافة إلى التبريد، توفر هذه الأقمشة حماية استثنائية من الأشعة فوق البنفسجية بعامل حماية من الأشعة فوق البنفسجية 50+ (GB/T 18830-2009)، ما يحجب أكثر من 99.9% من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. كما أن قدرتها على حجب الحرارة (45.8% بعد الغسيل) تُشكل حاجزًا ضد الحرارة المشعة من جميع المصادر، وليس فقط أشعة الشمس المباشرة.
التطبيقات الواقعية: من الملابس الرياضية إلى الحماية الخارجية
أين قد تجد هذه الأقمشة المُبرِّدة المُتطورة في حياتك اليومية؟ تطبيقاتها مُتاحة تقريبًا في أي سيناريو يتطلب إدارة الحرارة.
بالنسبة للملابس الرياضية، تتضح فوائدها فورًا. أثناء النشاط البدني المكثف، يُنتج جسمك حرارةً كبيرةً يجب تبديدها للحفاظ على الأداء. تُساعد الأقمشة التقليدية الماصة للرطوبة على التبريد التبخيري، لكنها لا تُعالج اكتساب الحرارة الإشعاعية من الشمس. تُعالج تقنية التبريد المزدوج لدينا كلتا الآليتين، مما يُساعد الرياضيين على الحفاظ على درجة حرارة الجسم المثالية أثناء التدريب والمنافسة في الهواء الطلق.
يُشير الدكتور كارلوس مينديز، أخصائي فسيولوجيا الرياضة، إلى أن "التنظيم الحراري أثناء التمرين له آثار مباشرة على الأداء. حتى التحسنات الطفيفة في التحكم بدرجة حرارة الجسم يمكن أن تُترجم إلى مكاسب ملموسة في القدرة على التحمل والتعافي".
يواجه العاملون في البيئات الخارجية بعضًا من أصعب ظروف الحرارة. غالبًا ما تجمع وظائف البناء والزراعة والخدمات اللوجستية وغيرها من المهن الخارجية بين المجهود البدني والتعرض لأشعة الشمس لفترات طويلة. يمكن للملابس الواقية المصنوعة بتقنية التبريد المزدوج أن تقلل بشكل كبير من الإجهاد الحراري أثناء نوبات العمل الطويلة، مما قد يُحسّن الراحة والسلامة.
حتى ملابس الصيف اليومية تستفيد من هذه التطورات. سواء كنت في طريقك إلى العمل، أو تستمتع بتناول الطعام في الهواء الطلق، أو حتى تقضي بعض المهام في يوم حار، فإن التأثير المشترك لانعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة والتبريد الفوري يُحدث تحسنًا ملحوظًا في الراحة. الطبيعة السلبية لهذه التقنية تعني أنها تعمل دائمًا دون الحاجة إلى أي تدخل من المستخدم.
الاستدامة والتنمية المستقبلية
بخلاف تكييف الهواء وغيره من أساليب التبريد النشطة التي تستهلك طاقة كبيرة، لا تتطلب هذه التقنيات النسيجية السلبية أي طاقة أثناء الاستخدام. فهي تعمل باستمرار وفقًا لمبادئ فيزيائية أساسية، مما يقلل من التأثير البيئي ويوفر راحة مماثلة.
يستمر البحث في تحسين قدرات انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) وأداء مسحوق التبريد. يركز التطوير الحالي على جزيئات التبريد القابلة للتحلل الحيوي وخصائص انعكاس أكثر كفاءة، بهدف تحسين الأداء والاستدامة بشكل أكبر.
الأسئلة الشائعة
ما هي مدة استمرار تأثير التبريد لتقنية IcSnow®؟
يُلاحظ الشعور بالبرودة فور ملامسة الجلد ويستمر طوال فترة ارتداء القماش. ولا يتلاشى هذا التأثير بمرور الوقت، إذ يعتمد على الخصائص الفيزيائية للمواد وليس على المعالجات الكيميائية.
هل يمكن غسل أقمشة التبريد NIR هذه بشكل طبيعي؟
نعم، تؤكد الاختبارات أن انعكاس الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) وخصائص التبريد تبقى فعالة بعد دورات غسيل متعددة. في الواقع، تحسن معدل الحماية الحرارية بشكل طفيف بعد الغسيل في اختباراتنا.
هل أقمشة التبريد NIR مناسبة لجميع المواسم؟
صُممت هذه الأقمشة أساسًا لتوفير الراحة في الطقس الحار، وهي خفيفة الوزن وجيدة التهوية بما يكفي للاستخدام على مدار العام في أنظمة الطبقات. فهي ببساطة تساعد في الحفاظ على درجة حرارة جسمك المثلى دون التسبب في قشعريرة مزعجة في درجات الحرارة المعتدلة.
ما مدى فعالية الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في IcSnow® الأقمشة؟
وفقًا لتقرير الاختبار المعتمد لدينا (رقم التقرير: 400***06)، توفر أقمشة التبريد النايلونية من IcSnow حماية استثنائية من الأشعة فوق البنفسجية بعامل حماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) يزيد عن 50، متجاوزةً بذلك بكثير الحد القياسي للمنتجات الواقية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF>40). يحجب القماش 99.90% من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة، موفرًا حماية شاملة من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. هذا ما يجعل أقمشة IcSnow® مثالية للأنشطة الخارجية الطويلة التي يُخشى فيها التعرض لأشعة الشمس.
المراجع:
- https://www.polyu.edu.hk/kteo/knowledge-transfer/innovations-and-technologies/technology-search/5-textile-and-fashion/5_itc_32_0217/
- https://ufpro.com/blog/nir-compliant-clothing
